25. Синтез химико-технологических систем

Синтез – это операция создания химико-технологической системы для производства заданной химической продукции, работающей с высокой эффективностью. Эта операция включает выбор химического способа производства целевых продуктов, разработку технологической топологии системы (выбор видов химико-технологичес-кого процесса, типоконструкций каждого элемента, выбор структуры и определение покомпонентного состава технологических связей между элементами), определение конструкционных и технологических параметров каждого элемента, обеспечивающих функционирование системы при оптимальной величине коэффициента эффективности и оптимальных показателях свойств технологической системы.

Основными операциями пяти стадий синтеза ХТС являются:

1 Выбор рационального химического способа получения заданных целевых продуктов и предварит. оценка эффективности ХТС.

2 Разработка исходной структуры и определение состава технологических потоков ХТС: 1) синтез исходной структуры покомпонентных материальных и энергетических связей ХТС путем построения первоначальных вариантов материальных потоков по расходам химических компонентов и исходного теплового потока; 2) количественная оценка и коррекция предварительно выбранных материальных и энергетических связей ХТС; 3) распределение химических компонентов по возможным технологическим потокам ХТС; 4) анализ различных информационных переменных и разработка уточненной структуры технологических потоков ХТС.

3 Разработка альтернативных вариантов операторной схемы ХТС: 1) определение типовых технологических операторов ХТС; 2) оценка физических свойств химических компонентов для целей выбора требуемых технологических операторов разделения; 3) выбор типовых технологических операторов разделения; 4) анализ реализуемых типовых технологических операторов разделения.

4 Разработка и анализ альтернативных вариантов технологичес-кой схемы ХТС путем модификации структуры технологических связей, а также путем перегруппировки, исключения и выбора оптимальной совокупности типовых технологических операторов, соответствующих различным операторам ХТС, в которых могут протекать совмещенные химико-технологические процессы.

5 Оптимизация параметров элементов и технологических потоков для перспективных вариантов технологической схемы синтезируемой ХТС.

Поиск решений задач синтеза ХТС состоит в сочетании как творческих интеллектуальных процедур, так и обычных вычислительных процедур. Творческими интеллектуальными процедурами являются, например, процедуры выбора химического способа производства продуктов, выбора типов технологических процессов и типо-конструкций аппаратов, создание структуры технологических связей между аппаратами. Указанные процедуры осуществляются путем обработки информации, полученной в ходе эксперимента.

Оценку качества (эффективности) работы системы осуществляют с помощью показателя (критерия) эффективности функционирования системы. В качестве критериев эффективности работы ХТС используют, как правило, экономические критерии (средняя прибыль, приведенный доход, приведенные затраты, себестоимость и т. п.). Иногда используют также и технологические критерии эффективности, например выход получаемого продукта.